《強電場下InAlN/GaN異質結構的輸運性質及其退化機理研究》是依託北京大學，由楊學林擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：強電場下InAlN/GaN異質結構的輸運性質及其退化機理研究
- 項目負責人：楊學林
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
具有高二維電子氣濃度的InAlN/GaN異質結構材料在高頻、高功率電子器件領域具有重大的套用前景。但隨著器件特徵尺寸不斷縮小，強電場下的載流子輸運行為對器件性能的影響益發強烈，已成為制約器件性能提高的瓶頸。本項目以掌握InAlN/GaN異質結構的強電場輸運規律和探索其物理機制為目標，以高幅值窄脈衝電壓信號測量系統及寬溫區深能級瞬態譜為主要實驗手段，開展強電場下InAlN/GaN異質結構的輸運性質及其退化機理研究，主要內容涉及高質量InAlN/GaN異質結構的MOCVD外延生長和缺陷抑制、強電場下的電-聲子相互作用和熱電子的能量及動量馳豫機制、缺陷在高溫強電場作用下的產生和演化規律及其對載流子輸運行為和器件性能退化的影響。本項目申請人及所在課題組近年來一直從事與該領域相關的研究工作，具備了良好的工作基礎。研究內容是當前國際上GaN基異質結構材料和器件的前沿領域，具有重要的科學意義和套用價值。
結題摘要
InAlN/GaN 異質結構材料因具有高濃度二維電子氣使其在高頻、高功率電子器件領域具有重大的套用前景。但隨著器件特徵尺寸不斷縮小，強電場下的載流子輸運行為對器件性能的影響益發強烈，已成為制約器件性能提高的瓶頸。本項目以掌握InAlN/GaN 異質結構的強電場輸運規律和探索其物理機制為目標，以高幅值窄脈衝電壓信號測量系統及電流瞬態譜為主要實驗手段，開展強電場下InAlN/GaN 異質結構的輸運性質及其退化機理研究。本項目主要研究內容涉及高質量的InAlN/GaN 異質結構的MOCVD 生長和缺陷抑制、強電場下載流子的輸運行為、缺陷在高溫強電場作用下的演化規律及其對載流子輸運性質和器件退化機制的影響。三年來，經過課題組全體成員的共同努力工作，我們在GaN基異質結構材料的外延生長及其在強電場下的載流子輸運規律和退化機理等方面開展了系統的研究工作，取得了若干重要進展。我們實現了高質量的InAlN/GaN異質結構材料，藍寶石襯底上的InAlN/GaN異質結構材料二維電子氣遷移率指標處於國際報導最好水平之一，矽襯底上InAlGaN/GaN、AlGaN/GaN異質結構材料電學性能處於國際前列；發現了InAlN/GaN異質結構材料中載流子濃度隨溫度變化的滯回現象；闡明了InAlN/GaN異質結構材料在強電場下的載流子輸運規律；發展了一種研究GaN基異質結構和電流退化相關的深能級陷阱局域態的方法，用來指認陷阱態的空間位置和能級位置。三年來共發錶帶有基金項目標號的SCI收錄論文9篇，其中ACS Applied Materials & Interfaces論文1篇，APL論文5篇，Scientific Reports論文2篇，申請國家發明專利3項，在國內學術會議上做邀請報告2次，參加國際學術會議多次。三年來共畢業博士研究生2人，畢業碩士研究生1人，出站博士後1人。項目負責人參與主辦在北京召開的本領域國際著名學術會議ICNS-11並擔任出版委員。本項目圓滿完成了計畫任務書規定的各項研究任務。
